学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

团簇基态结构预测的高效启发式算法

作　者: 倪海文
导　师: 许如初；黄文奇
学　校: 华中科技大学
专　业: 计算机软件与理论
关键词: 全局优化团簇优化动态格点两阶段下降
分类号: O561
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 18次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

原子团簇基态结构的预测是团簇研究的核心问题之一,其结果直接影响着对团簇性质的讨论。现在通常采用简化的势能函数模型来描述原子间的相互作用,并通过求解该势能函数的最小值来预测团簇的基态结构。虽然势能函数模型是真实模型的简化,但它的求解仍然是NP难的。因此对于团簇基态结构预测问题,当前研究的重点是如何设计出高效的启发式求解算法。研究了LJ团簇、Au团簇和Co团簇。通过优化这些团簇对应的势能函数来预测其基态结构。论文内容主要包括以下三个方面:第一、讨论了势能函数的性质及团簇初始格局的构造。第二、设计了拟物拟人算法预测LJ团簇的基态结构。第三、基于格点搜索算法和两阶段下降法设计了TP-DLS算法,并用此算法预测了LJ团簇、Au团簇和Co团簇的基态结构。在讨论势能函数性质时,证明了函数中的某些参数对团簇结构预测没有影响,因此可以去掉这些参数以简化函数。通过拟物拟人算法预测了LJ团簇的基态结构,得到了团簇尺寸在38~74之间的所有已知的最优结构。TP-DLS算法在求解团簇结构问题时不仅效率高,并且改进了Au58和Co101团簇已知的最低能量值。在优化Au团簇时,得到了Au58的两种新构型。这两种构型都是十面体结构,它们的势能值分别为-15648.5689和-15648.8754,都要优于当前已知的最低势能值-15647.9269。在优化Co团簇时,得到了Co101团簇的新构型。该构型也是十面体结构,该构型的势能值为-384.329400,优于当前已知的最低势能值-384.1472457。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
1 引言  9-19
  1.1 课题来源和研究目的  9
  1.2 选题的背景、依据及研究意义  9-10
  1.3 问题描述  10-11
  1.4 研究现状  11-16
  1.5 NP 完全问题  16-17
  1.6 本文的主要工作简介和结构安排  17-19
2 团簇势能函数性质讨论  19-23
  2.1 LJ 势能函数及其性质介绍  19-21
  2.2 SC 势能函数及其性质  21-22
  2.3 本章小结  22-23
3 求解原子团簇基态结构问题的拟物拟人算法  23-32
  3.1 团簇初始格局选取  23-25
  3.2 拟物算法  25-27
  3.3 拟人策略  27-28
  3.4 拟物拟人算法  28-29
  3.5 拟物拟人算法求解LJ 团簇  29-31
  3.6 本章小结  31-32
4 格点搜索和两阶段下降法  32-46
  4.1 格点搜索算法  32-36
  4.2 两阶段下降法  36-37
  4.3 TP-DLS 算法  37-38
  4.4 TP-DLS 算法求解团簇优化问题  38-44
  4.5 本章小结  44-46
5 总结与展望  46-48
致谢  48-49
参考文献  49-52

团簇基态结构预测的高效启发式算法

内容摘要

全文目录

相似论文